Californiens jordbærmarker er muligvis ikke for evigt. Kan robotter hjælpe?

På en jordbærmark omgivet af jordbærmarker i udkanten af ​​Santa Maria har et par robotter plukket bær hele sommeren.

Hver robot, der er lavet af et Colorado-firma kaldet Tortuga AgTech, triller mellem de høje bede på robuste hjul og stopper derefter foran en plante. En leddelt arm manøvrerer sin sensorrække mellem bladene; machine vision software gennemsøger sensordataene på jagt efter modne bær.

De fleste californiske jordbærplanter spirer konstant i løbet af sæsonen - små grønne bær, der sidder ved siden af ​​fede røde, beliggende blandt bladene. Hvis en umodne bær er i vejen, flytter robotten sig til en bedre vinkel. En snipper-grabber monteret i midten af ​​sensorerne stikker ind for at skære bærerens stængel, og placerer den derefter forsigtigt i en ventende plastikmusling i et rum ved robottens base. Bevægelsen minder om en fugl, der jager, kigger og hakker efter insekter.

Siden de ramte dette felt i maj, er robotterne på vej til at plukke næsten lige så mange bær som menneskeplukkere og med 95 % nøjagtighed, ifølge Tortuga. Den avler, der betaler for arbejdet, støtter denne påstand.

Tortugas tilbud til avlerne er en abonnementsmodel, der opkræver dem en fast pris pr. robotplukket kasse med jordbær til en sats, der kan sammenlignes med lønninger for menneskelige arbejdere. I modsætning til et menneske har Tortuga-bot'en ​​ikke brug for pauser, kan ikke blive syg, er altid klar til at arbejde og kan plukke hele dagen og ud på natten. Indtil videre kommer menneskelige besætninger stadig ind efter robotterne for en periodisk oprydning.

Men holdet bag Tortuga – og nogle mangeårige eksperter i Californiens jordbærindustri på 2 milliarder dollar – ser landbrugsrobotter som mere end blot arbejdsbesparende enheder, der kan reducere omkostningerne og øge avancerne for avlerne. De ser dem som den eneste måde, hvorpå en industri, der sidder på de krydsende brudlinjer for klimaændringer, vandrettigheder, arbejdskampe, arealanvendelse og kemikalieregulering, kan tilpasse sig og overleve.

"Hele mit liv er nu dedikeret til at forsøge at gøre vores menneskelige systemer mere modstandsdygtige," sagde Eric Adamson, Tortugas medstifter og administrerende direktør.

På kort sigt mener han, at virksomheden beviser, at dens robot er omkostningseffektiv og opfylder eksisterende bedrifters behov. Med det bevis i hånden er planen at gå til investorer for en ny tilførsel af penge – virksomheden har allerede rejst 28 millioner dollars siden grundlæggelsen i 2016 – og "bygge tusindvis af robotter."

På lang sigt mener han, at et robotbaseret arbejdsudbud er nøglen til en fremtid, hvor jordbærindustrien ikke længere er synonym med Californiens kyst, hvor 90 % af jordbærene i USA dyrkes.

Tortugas robotter er designet til at plukke jordbær fra planter dyrket på hydroponiske bordplader, ikke de formalede jordbær, der udgør næsten hele Californiens afgrøde. Santa Maria-lokationen er en del af et joint venture kaldet New Wave Berry, dannet af Oppy, et større frugtfirma baseret i Vancouver, Canada; Farmers Gate, et investeringsselskab; og Red Dog Management. Virksomheden har oprettet 50 af de 700 acres Red Dog administrerer i området med bordplader som et pilotprogram, og markedsfører resultaterne under Ocean Spray-mærket med "Happy Berry hydroponic strawberries" på etiketten.

Bordpladesystemer, som ofte er beskyttet under en plasttunnel, er blevet populære i Holland og Storbritannien, hvor Tortuga først begyndte at rulle sine robotter ud i marken. Brugen af ​​et ikke-jordbundssubstrat - revet kokosskal, kaldet kokos, i tilfældet med Santa Maria-gården - og beskyttelsen af ​​tunnelerne giver avlerne mere kontrol, og de hævede bordbede holder jordskadedyr væk og gør høsten mindre smertefuld for arbejdere.

De højere omkostninger ved bordpladerne har gjort dem til en sjældenhed i Californiens marker, som dækker mere end 30.000 acres blandt de tre jordbær-hubs i Watsonville, Santa Maria og Oxnard. Jordbær er allerede en af ​​de mest kapitalintensive afgrøder, der dyrkes i staten, og med relativt billig arbejdskraft og ideelt jordbærvejr i det meste af året har californiske avlere ikke følt det samme pres som deres europæiske modparter.

Men en kompleks blanding af kræfter er ved at slå igennem på industrien, hvilket gør både bordbrug og robothøstere mere levedygtige i Californien. Det vigtigste skift:et skiftende reguleringsregime for de kemikalier, som jordbæravlere er afhængige af.

Jordbærplanter er bytte for en klynge af vira, svampe og nematoder, der spreder sig til snavset, hvor de sidder og venter på at inficere næste års bær. Uden desinfektionsmidler til at bombe de fjendtlige organismer ud af jorden, opbygges patogenbelastningen over tid, og efterfølgende afgrøder kommer ud visne og fordærvede.

Gasning bliver dog mere og mere reguleret. Methylbromid, der engang var industriens favorit, blev forbudt for mere end ti år siden på grund af dets virkning på ozonlaget, og det er også blevet identificeret som et nervegift og luftvejsirriterende. Brugen af ​​chloropicrin, et almindeligt desinfektionsmiddel, der først blev brugt som et kemisk våben, begrænses i stigende grad af bufferzoner, som kræver, at avlerne efterlader en vis afstand mellem behandlede marker og veje, huse og vandområder. Og 1,3-dichlorpropen, der almindeligvis omtales af mærkenavnet Telone, er et kendt kræftfremkaldende stof og underlagt strenge årlige brugsgrænser i Californien.

Samtidig med at deres brug bliver undersøgt, ser det ud til, at desinfektionsmidlerne mister effektiviteten i bekæmpelsen af ​​både gamle og nye trusler mod jordbær, der er dukket op i de senere år, som UC Santa Cruz-professor Julie Guthman skitserede i "Wilted", hendes bog fra 2019 om fumiganter og den californiske jordbærindustri.

"Der er en generel fornemmelse af, at desinfektionsmidler ikke er lange for denne verden," sagde Guthman. "Det er meget gamle, grimme kemikalier."

Skiftet i det kemiske regime har gjort bordbedrifter mere attraktive, selvom de koster flere penge at installere. I stedet for at forsøge at fjerne de farer, der lurer i jorden hvert år, kan avlerne smide sidste års substrat ud og lægge et nyt parti i.

Den bedre ergonomi i bordpladesystemet gør det også nemmere at rekruttere erfarne høstarbejdere, som ellers kunne plukke brombær eller hindbær, som dyrkes i høje buske.

I gennemsnit betaler californiske avlere mere end $35.000 per hektar om året i løn til de arbejdere, der plukker deres jordbær. Det svarer til 40 % af de samlede omkostninger pr. hektar for en jordbæroperation, ifølge den seneste omkostningsundersøgelse fra 2021 fra University of California, og disse tal er sandsynligvis steget, efterhånden som nye statslige løn- og overarbejdslove trådte i kraft i 2022.

Californiske avlere har haft sværere ved at tiltrække høstarbejdskraft i de seneste år, og inflation og et stramt arbejdsmarked har ansporet arbejdere i hele staten til at kræve højere lønninger. Nogle avlere er afhængige af arbejdere hentet under H-2A-gæstearbejderprogrammet, som sikrer en stabil arbejdsstyrke, men øger omkostningerne, da visumbetingelserne kræver, at arbejdsgiverne sørger for bolig, mad og en mindsteløn på 17,51 USD for 2022. Med lønninger som udgør så meget af en avlers udlæg, er det svært at modstå forlokkelsen ved en robots øgede pålidelighed og potentiale til at blive mere omkostningseffektiv over tid.

Bordpladesystemet gør det muligt for Tortugas jordbærrobotter at udøve deres handel ved at gøre bær lettere at plukke med robotarme og beskytte robotterne mod direkte eksponering for elementerne. "Vi ønsker at fremskynde anvendelsen af ​​bordplader og dyrkning i kontrolleret miljø og hjælpe disse farme med at få succes," sagde Adamson. "Robotter hjælper disse farme med at være mere økonomisk effektive og frigør mere kapital til at lægge i opsætningen."

Ryan Harrison, vicepræsident og general manager hos Red Dog, virksomheden, der administrerer Santa Maria-farmen, ser bordplader og robothøstning som nøglekomponenter i et endnu mere dramatisk skift for industrien i horisonten, som kan slå Californien af ​​sin plads som jordbærkonge.

I de kommende årtier, forudsagde han, vil statens tre store vækstregioner ophøre med at være levedygtige for udendørs dyrkning, efterhånden som gennemsnitstemperaturerne stiger, tørker forlænges, vandforbruget bliver mere begrænset, og udviklingen driver jordpriserne op og udvider stødpudezonerne længere ind på marker.

Af de tre store jordbærregioner forudsagde han, at Santa Maria sandsynligvis vil holde ud længst, med et moderat klima, stabile vandrettigheder og en større afstand fra større bycentre. "Santa Maria vil være et af de sidste vækstområder i Californien, før alt sandsynligvis går i væksthus eller indendørs på steder som Detroit eller Chicago eller New Jersey," sagde Harrison. "Når man ser ind i krystalkuglen, vil det være 20, 30 år fra nu."

Men Californiens nuværende dominans hviler på en arbejdsstyrke på titusindvis af dygtige plukkere. Et skift til dyrkning af jordbær indendørs eller under tunneler i udkanten af ​​store amerikanske metroområder ville kræve en ny arbejdsstyrke for at matche.

Det er her, robotterne kommer i spil. "Når du først har udviklet et system, hvor du kan vokse hvor som helst, er du ligeglad med jorden, du er ligeglad med klimaet, og det fungerer i andre lokaliteter på meget lignende måder med de samme robotter, du kan gøre alt disse fede ting," sagde Tim Brackbill, Tortugas anden medstifter og teknologichef.

"Bæredygtighed er et pænt ord, men det bliver mere af en nødvendighed," sagde Adamson. "Vi skal være i stand til at dyrke mad på en mere modstandsdygtig og mere tilpasningsdygtig måde, for brandene stopper ikke i det amerikanske vest, vandet vil ikke pludselig komme tilbage."

Uden for krystalkuglen vokser der dog stadig milliarder af jordbær i Californien og en række forhindringer, der skal overvindes, før et robotbaseret, hydroponisk, distribueret jordbærsystem kan slå rod.

Mark Bolda, direktøren for University of Californias Santa Cruz County Cooperative Extension og en bærspecialist, er enig i, at Californiens jordbær står over for en række udfordringer - men er skeptisk over, at økonomien for bordbedrifter plukket af robotter hænger sammen, eller at statens industri går hvor som helst.

Bordpladeadoption har hidtil været begrænset, sagde Bolda, selvom han har set eksperimenter. Med det nye fumigantregime sagde han, "det bliver usikkert, og vi begynder at se meget mere sygdom, så større virksomheder forsøger at øge deres kompetence inden for bordplader, men ikke i skala."

Da han var medforfatter til UC's seneste omkostningsundersøgelse om jordbær, så han på et hydroponisk system, der voksede i plastikforede furer i jorden, snarere end de dyrere bordplader, og fandt ud af, at økonomien var "en katastrofe." I en gennemsnitlig mark steg omkostningerne op til $45.000 pr. hektar hvert år, eksklusive høstarbejde. I det hydroponiske system er de samme omkostninger mere end fordoblet til over $100.000.

Harrison hos Red Dog afviste at dele detaljerede omkostningsoplysninger, men sagde, at selvom omkostningerne pr. hektar for deres bordpladevækst er højere end for en traditionel mark, så får det højere udbytte fra bordpladerne økonomien til at fungere. "Vi producerer så meget mere," sagde Harrison - op til 50 % flere jordbær pr. hektar - "at prisen pr. produceret enhed faktisk er mindre."

"Jeg har fået nogle avlere til at fortælle mig, at omkostningerne er lidt mindre" end den hydroponiske opsætning, han undersøgte i undersøgelsen, sagde Bolda, og bemærkede, at yngre avlere er en minoritet i en industri, hvor han estimerer gennemsnitsalderen til at være " omkring 60," er mere begejstrede for at prøve nye teknologier. "Jeg er blevet forelæst af nogle af de yngre sæt, som jeg virkelig har brug for at styrke mit spil" og komme ombord med bordpladevoksning, sagde Bolda, "men økonomien for mig er foruroligende."

Han indrømmede, at visionen om at vokse hvor som helst om en robotdrevet operation var "virkelig spændende", men tvivler på, at det californiske jordbærsystem er ret så bærbart. "Om noget, kunne jeg se en blanding af bordplader og jord" udvikle sig, sagde Bolda, men han mener, at regelmæssige snavsmarker på Californiens kyst vil bestå, takket være klima- og industrikoncentrationen, efterhånden som mere nuanceret og målrettet jordskadedyrsbekæmpelse erstatter det gamle desinficeringssystem.

I Santa Maria-testfeltet har Tortugas robotflåde allerede vist tegn på forbedring. Harrison sagde, at virksomheden planlægger at forlænge sit kommercielle forsøg på Red Dog til næste år og udvide sit areal.

En af Tortugas største flaskehalse nu er, ironisk nok, menneskeligt arbejde. "Hvis en robot har et problem, kan det tage os fire timer at løse det, men halvdelen af ​​den tid venter bare på, at nogen kommer til det," sagde Adamson. En potentiel løsning:omskoling af høstarbejdere som robotoperatører og mekanikere. En plukker i Santa Maria modtager allerede en sådan uddannelse.

Mens mennesker lærer at arbejde på robotter, lærer robotterne at arbejde mere som mennesker. Adamson sagde, at en midsommer softwareopdatering fordoblede deres valghastighed. "Vi kører dybest set lige så hurtigt som et langsomt menneske, men kvaliteten er virkelig høj, og vi tror, ​​vi kan blive hurtigere og hurtigere," sagde han. Tortugas grundlæggere forventer, at deres robotter vil matche menneskelig produktion i den nærmeste fremtid, fordi de arbejder længere timer i en langsommere hastighed, og når den menneskelige valghastighed "inden for et år eller to."

"Jeg tror, ​​vi kommer til ret god menneskelig hastighed, selvom jeg tror, ​​at de bedste mennesker vil være i stand til at udkonkurrere robotter på disse dømmende opgaver," tilføjede Adamson. "Men det er OK. Det behøver ikke at være bedre end alle mennesker, det skal bare være bedre end nok mennesker."